报告题目 | 基于磁电耦合效应实现第四种本路元件 |
报告人 | 柴一晟 博士 |
报告人单位 | 中国科学院物理研究所 |
报告时间 | 2015-07-03 |
报告地点 | 合肥微尺度物质科学国家实验室(9004室) |
主办单位 | 合肥微尺度物质科学国家实验室 |
报告介绍 | 报告摘要:
在电路理论中,电阻器、 电容和电感是三个基本元件,分别由四个基本电路变量(电荷、电压、电流、磁通)两两之间的线性关系来定义。基于对称考虑, 1971 年 Leon Chua提出应该存在第四种基本电路元件, 由电荷和磁通之间的线性关系来定义。由于他未能找到一种真实的器件直接联电荷和磁通,Chua做了一个数学变换,得到一种具有非线性电流-电压关系的器件, 称为忆阻器,并把它当作第四种基本电路元器件。
在此,我们指出忆阻器并不是满足物理定义的真正第四种基本电路元件。相反磁电耦合效应(磁场诱导电极化或者电场改变磁花强度)可以实现电荷和磁通之间的直接关联,因而可以用来构建第四种基本电路元件。我们考虑一个由磁电耦合介质和两平行金属极组成的两端元件,从朗道自能出发,可以理论推导得出,线性磁电耦合效应使得电极上束缚电荷的变化和磁通满足一个线性关系,因而具有第四种基本电路元件的功能。我们把该元件命名为电耦器(transtor),其相应的非线性记忆元件命名为忆耦器(memtranstor )。 同时,我们在具有磁电耦合效应的多铁性材料中分别实现了真实的电耦器和忆耦器。基于这些新定义的本元件,可以得到一张基本电路元件的完整关系谱图,包括四个线性元件(电阻器、电容器、电感器、电耦器)和四个非线性记忆元件(忆阻器、忆容器、忆感器、忆耦器)。这一关系谱图为未来拓展电路功能和开发新型智器件提供了指南。
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